(57)【要約】【課題】充電不足を生じさせることなく液式鉛バッテリの液温度の高温化を抑制する。【解決手段】電磁開閉弁１４とトランス１３との間におけるＵ相電線１６Ｕの途中には電磁開閉弁１８が介在されている。制御コンピュータＣには充電スイッチ１９及び電圧検出器２０が信号接続されている。電圧検出器２０は、液式鉛バッテリ１１の電圧を検出する。充電開始時に電圧検出器２０によって検出された電圧が予め設定された基準電圧以上、且つ充電開始時に検出された電圧が予め設定された基準電圧以上という状況が予め設定された基準回数だけ連続して生じた場合、且つ充電開始前の車両１０の稼動開始時又は前回の充電の終了時から充電開始時までの経過時間が予め設定された基準時間以内である場合には、制御コンピュータＣは、電磁開閉弁１８を開状態にする。【選択図】図１
2007135288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液式鉛バッテリを動力源とするバッテリ搭載車に搭載された前記液式鉛バッテリに３相交流電源から充電を施すバッテリ搭載車におけるバッテリの充電装置において、
前記３相交流電源から出力される３相交流のうちの１相を欠相させる欠相手段と、
前記液式鉛バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記欠相手段が欠相させている第１状態と欠相させていない第２状態とのいずれか一方に前記欠相手段を切り換え制御する制御手段とを備え、
充電開始時に前記電圧検出手段によって検出された電圧が予め設定された基準電圧以上、且つ充電開始時に検出された電圧が予め設定された基準電圧以上という状況が予め設定された基準回数だけ連続して生じた場合、且つ充電開始前の前記バッテリ搭載車の稼動開始時又は前回の充電の終了時から充電開始時までの経過時間が予め設定された基準時間以内である場合には、前記制御手段は、前記欠相手段を前記第１状態にするバッテリ搭載車におけるバッテリの充電装置。
【請求項２】
液式鉛バッテリを動力源とするバッテリ搭載車の前記液式鉛バッテリに３相交流電源から充電を施すバッテリ搭載車におけるバッテリの充電方法において、
充電開始時における前記バッテリの電圧が予め設定された基準電圧以上、且つ充電開始時における前記液式鉛バッテリの電圧が予め設定された基準電圧以上という状況が予め設定された基準回数だけ連続して生じた場合、且つ充電開始前の前記バッテリ搭載車の稼動開始時又は前回の充電の終了時から充電開始時までの経過時間が予め設定された基準時間以内である場合には、前記３相交流電源から出力される３相交流のうちの１相を欠相させるバッテリ搭載車におけるバッテリの充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液式の鉛バッテリ（必要に応じて電解液を補充する鉛バッテリ）を動力源とするバッテリ搭載車に搭載された前記バッテリに３相交流電源から充電を施すバッテリ搭載車におけるバッテリの充電装置及び充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液式鉛バッテリ（必要に応じて液を補充する鉛バッテリ）の充電装置として、制御性や体格等の観点から、準定電圧方式の充電装置が広く使用されている。ダイオードブリッジの整流回路とトランスとで構成された準定電圧方式の充電装置は、充電電流を制御しない。そのため、バッテリが満充電に近い状態における充電電流を小さくすることができず、バッテリの充電末期のガス発生等によりバッテリの液温度が高くなる。バッテリの液温度の高温化は、バッテリ寿命の低下の原因となる。
【０００３】
特許文献１では、シール式鉛バッテリにおける充電途中の電圧が予め設定された値になったときに、３相交流電源を２相にする（１相を欠相させる）充電方法が開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示の充電方法を液式鉛バッテリに応用すれば、バッテリが満充電に近い状態における充電電流を小さくすることができ、バッテリのガッシングを抑制してバッテリの液温度の高温化を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００３−２５９５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、液式鉛バッテリにおける充電途中の電圧が予め設定された値になったときに常に３相交流電源を２相にする（１相を欠相させる）方法では、充電電流を抑えることによって充電不足が生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、充電不足を生じさせることなく液式鉛バッテリの液温度の高温化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、液式鉛バッテリを動力源とするバッテリ搭載車に搭載された前記液式鉛バッテリに３相交流電源から充電を施すバッテリ搭載車におけるバッテリの充電装置において、前記３相交流電源から出力される３相交流のうちの１相を欠相させる欠相手段と、前記液式鉛バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、前記欠相手段が欠相させている第１状態と欠相させていない第２状態とのいずれか一方に前記欠相手段を切り換え制御する制御手段とを備え、充電開始時に前記電圧検出手段によって検出された電圧が予め設定された基準電圧以上、且つ充電開始時に検出された電圧が予め設定された基準電圧以上という状況が予め設定された基準回数だけ連続して生じた場合、且つ充電開始前の前記バッテリ搭載車の稼動開始時又は前回の充電の終了時から充電開始時までの経過時間が予め設定された基準時間以内である場合には、前記制御手段が、前記欠相手段を前記第１状態にすることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、液式鉛バッテリを動力源とするバッテリ搭載車の前記液式鉛バッテリに３相交流電源から充電を施すバッテリ搭載車におけるバッテリの充電方法において、充電開始時における前記バッテリの電圧が予め設定された基準電圧以上、且つ充電開始時における前記液式鉛バッテリの電圧が予め設定された基準電圧以上という状況が予め設定された基準回数だけ連続して生じた場合、且つ充電開始前の前記バッテリ搭載車の稼動開始時又は前回の充電の終了時から充電開始時までの経過時間が予め設定された基準時間以内である場合には、前記３相交流電源から出力される３相交流のうちの１相を欠相させることを特徴とする。
【０００９】
液式鉛バッテリにおける充電途中の電圧が予め設定された値になったときに常に３相交流電源が２相にされる（１相を欠相させる）のではないため、充電不足を生じさせることなく液式鉛バッテリの液温度の高温化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、充電不足を生じさせることなく液式鉛バッテリの液温度の高温化を抑制できるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１（ａ）に示すように、車両１０に搭載された液式鉛バッテリ１１（動力源）には複数のダイオード１２Ｕ１，１２Ｕ２，１２Ｖ１，１２Ｖ２，１２Ｗ１，１２Ｗ２からなる整流回路１２が電気的に接続されている。整流回路１２は、車両１０に搭載されたトランス１３を介して電磁開閉弁１４に電気的に接続されている。電磁開閉弁１４は、接続部１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗを介して３相交流電源２１に電気的に接続可能である。３相交流電源２１の３相のうちのＵ相に通じるＵ相電線１６Ｕは、ダイオード１２Ｕ１，１２Ｕ２間の電線１７Ｕに電気接続されている。Ｖ相に通じるＶ相電線１６Ｖは、ダイオード１２Ｖ１，１２Ｖ２間の電線１７Ｖに電気接続されており、Ｗ相に通じるＷ相電線１６Ｗは、ダイオード１２Ｗ１，１２Ｗ２間の電線１７Ｗに電気接続されている。トランス１３は、３相交流電源２１から出力される電圧を減圧し、整流回路１２は、トランス１３にて減圧された交流を直流に変換して液式鉛バッテリ１１へ供給する。
【００１２】
電磁開閉弁１４とトランス１３との間におけるＵ相電線１６Ｕの途中には電磁開閉弁１８が介在されている。電磁開閉弁１８及び電磁開閉弁１４は、制御コンピュータＣの開閉制御を受ける。制御コンピュータＣには充電スイッチ１９及び電圧検出器２０が信号接続されている。電圧検出器２０は、液式鉛バッテリ１１の電圧を検出する。電圧検出器２０によって検出された液式鉛バッテリ１１の電圧検出情報は、制御コンピュータＣへ送られる。
【００１３】
液式鉛バッテリ１１、整流回路１２、トランス１３、電磁開閉弁１４，１８、充電スイッチ１９、電圧検出器２０及び制御コンピュータＣは、車両１０に搭載されており、３相交流電源２１は、車両１０には搭載されていない。
【００１４】
図２及び図３は、制御コンピュータＣにより遂行される充電制御プログラムを表すフローチャートである。以下、このフローチャートに基づいて充電制御を説明する。
３相交流電源２１と接続部１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗとは接続されているものとし、３相交流電源２１は、接続部１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗを介して電磁開閉弁１４に電気的に接続された状態にあるものとする。制御コンピュータＣは、充電スイッチ１９のＯＮに伴うＯＮ信号の入力に待機している（ステップＳ１）。充電スイッチ１９がＯＮされると（ステップＳ１においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、電磁開閉弁１４を閉状態（３相交流電源２１からトランス１３側へ電流供給可能な状態）にする（ステップＳ２）。次いで、制御コンピュータＣは、前回の車両１０の稼動開始時点から充電スイッチ１９のＯＮ時点までの経過時間Ｔを更新して記憶する（ステップＳ３）。
【００１５】
ステップＳ３の処理後、制御コンピュータＣは、電圧検出器２０から得られる検出電圧Ｅと、予め設定された基準電圧Ｅｏとの大小比較を行なう（ステップＳ４）。検出電圧Ｅが基準電圧Ｅｏに達している場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、充電回数Ｎ（Ｎは、０又は自然数）をＮから（Ｎ＋１）に更新して記憶する（ステップＳ５）。充電回数Ｎとは、充電スイッチ１９をＯＮしたときの検出電圧Ｅが基準電圧Ｅｏに達していたという状態がＮ回続いたことを意味する。つまり、（Ｎ−１）回前の充電スイッチ１９のＯＮ操作以後の充電スイッチ１９のＯＮ操作時には常に電圧Ｅが予め設定された基準電圧Ｅｏ以上となっているということである。
【００１６】
ステップＳ５の処理後、制御コンピュータＣは、充電回数Ｎと、予め設定された基準回数Ｎｏとの大小比較を行なう（ステップＳ６）。充電回数Ｎが基準回数Ｎｏに達している場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、経過時間Ｔと、予め設定された基準時間Ｔｏとの大小比較を行なう（ステップＳ７）。経過時間Ｔが基準時間Ｔｏ以下の場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、電磁開閉弁１８を開状態に維持する（ステップＳ８）。電磁開閉弁１８の開状態は、電磁開閉弁１４側から電磁開閉弁１８を介してトランス１３側へ電流供給不能な第１状態（欠相させている状態）である。つまり、Ｕ相が欠相にされ、３相交流電源２１から供給される電流は、Ｖ相電線１６Ｖ及びＷ相電線１６Ｗのみから液式鉛バッテリ１１へ供給される。
【００１７】
ステップＳ４においてＮＯの場合（検出電圧Ｅが基準電圧Ｅｏに達していない場合）、制御コンピュータＣは、記憶している充電回数Ｎを零にクリアする（ステップＳ９）。
Ｕ相が欠相にされた状態で３相交流電源２１から電流が供給される間、制御コンピュータＣは、充電スイッチ１９のＯＦＦに伴うＯＦＦ信号の入力に待機する（ステップＳ１０）。充電スイッチ１９がＯＦＦされた場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、電磁開閉弁１４を開状態に維持すると共に、電磁開閉弁１８を閉状態に維持する（ステップＳ１１）。電磁開閉弁１８の閉状態は、電磁開閉弁１４側から電磁開閉弁１８を介してトランス１３側へ電流供給可能な第２状態（欠相させていない状態）である。つまり、３相交流電源２１から液式鉛バッテリ１１への電流供給は停止され、液式鉛バッテリ１１の充電が終了する。液式鉛バッテリ１１の充電が終了した後に車両１０を稼動しようとする場合には、３相交流電源２１と接続部１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗとの接続が外される。
【００１８】
３相交流電源２１から液式鉛バッテリ１１への電流供給が停止されている間、制御コンピュータＣは、車両１０の稼動開始に待機する（ステップＳ１２）。車両１０の稼動開始の有無の判断は、車両１０のエンジン始動キー（図示略）のＯＮ操作に伴うＯＮ信号の入力の有無に基づく。車両１０のエンジン始動キー（図示略）のＯＮ操作が行われると、制御コンピュータＣは、車両稼動開始との判断を行なう（ステップＳ１２においてＹＥＳ）。車両１０の稼動中、制御コンピュータＣは、車両１０の稼動停止に待機する（ステップＳ１３）。車両１０の稼動停止の有無の判断は、車両１０のエンジン始動キー（図示略）のＯＦＦ操作に伴うＯＦＦ信号の入力の有無に基づく。車両１０のエンジン始動キー（図示略）のＯＦＦ操作が行われると、制御コンピュータＣは、車両稼動停止との判断を行なう（ステップＳ１３においてＹＥＳ）。
【００１９】
車両稼動停止との判断が成されると、制御コンピュータＣは、ステップＳ１へ移行する。ステップＳ１においてＮＯの場合（充電スイッチ１９がＯＮされない場合）、制御コンピュータＣは、ステップＳ１１へ移行する。
【００２０】
電磁開閉弁１８は、３相交流電源２１から出力される３相交流のうちの１相を欠相させる欠相手段である。電圧検出器２０は、液式鉛バッテリ１１の電圧を検出する電圧検出手段である。制御コンピュータＣは、欠相手段（電磁開閉弁１８）が欠相させている第１状態と欠相させていない第２状態とのいずれか一方に欠相手段を切り換え制御する制御手段である。
【００２１】
図２のグラフにおける曲線Ｆは、液式鉛バッテリ１１における充電中の電圧Ｅの変化を表し、曲線Ｇは、液式鉛バッテリ１１における充電中の電流の変化を表す。電圧Ｅ１は、いわゆる転極点電圧である。本実施形態では、転極点電圧を基準電圧Ｅｏとしている。
【００２２】
本実施形態では以下の効果が得られる。
（１）充電開始時における液式鉛バッテリ１１の電圧Ｅが予め設定された基準電圧Ｅｏ以上であるという状況のみでは３相交流電源２１を欠相させるか否かの判断は行われない。つまり、３相交流電源２１から出力される３相交流のうちの１相を欠相させる状況とは、充電開始時（本実施形態では充電スイッチ１９のＯＮ時）における液式鉛バッテリ１１の電圧Ｅが予め設定された基準電圧Ｅｏ以上という状態が予め設定された少なくとも基準回数Ｎｏにわたって連続して生じた場合、且つ充電開始前の車両１０（バッテリ搭載車）の稼動開始から充電開始までの経過時間Ｔが予め設定された基準時間Ｔｏ以内である場合である。
【００２３】
充電開始時における液式鉛バッテリ１１の電圧Ｅが予め設定された基準電圧Ｅｏ以上という状態が予め設定された少なくとも基準回数Ｎｏにわたって連続して生じているという状況は、液式鉛バッテリ１１の温度が高い状況を反映している。又、充電開始前の車両１０（バッテリ搭載車）の稼動開始から充電開始までの経過時間Ｔが予め設定された基準時間Ｔｏ以内であるという状況は、液式鉛バッテリ１１の温度の低下があまり進んでいない状況を反映している。
【００２４】
充電回数Ｎ≧基準回数Ｎｏ、経過時間Ｔ≦基準時間Ｔｏという判定条件を加えることは、液式鉛バッテリ１１における充電途中の電圧Ｅが予め設定された基準電圧Ｅｏになったときに常に３相交流電源２１を２相にする（１相を欠相させる）場合の不具合を解消する。つまり、検出電圧Ｅ≧基準電圧Ｅｏ、充電回数Ｎ≧基準回数Ｎｏ、経過時間Ｔ≦基準時間Ｔｏという３つの判定条件は、充電不足を生じさせることなく液式鉛バッテリ１１液式鉛バッテリの液温度の高温化の抑制に有効である。
【００２５】
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○基準電圧Ｅｏとして転極点電圧よりも高い電圧を用いてもよい。
○前回の充電の終了時から充電開始時までの経過時間を経過時間Ｔとしてもよい。
【００２６】
○液式鉛バッテリ１１、整流回路１２、トランス１３、電磁開閉弁１４，１８、充電スイッチ１９、電圧検出器２０及び制御コンピュータＣのうち、液式鉛バッテリ１１のみを車両１０に搭載したバッテリ搭載車における液式鉛バッテリの充電制御に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一実施形態を示し、（ａ）は、制御回路図。（ｂ）は、充電時の電圧と電流との変化を示すグラフ。
【図２】充電制御プログラムを表すフローチャート。
【図３】充電制御プログラムを表すフローチャート。
【符号の説明】
【００２８】
１０…バッテリ搭載車としての車両。１１…液式鉛バッテリ。１８…欠相手段としての電磁開閉弁。２０…電圧検出手段としての電圧検出器。Ｃ…制御手段としての制御コンピュータ。２１…３相交流電源。
【図１】
2007135288.tif 000003
【図２】
2007135288.tif 000004
【図３】
2007135288.tif 000005